Медоносные пчёлы выбирают дом, как сложный мозг
Рои пчёл и мозг, состоящий из нейронов, принимают решения, используя поразительно схожие механизмы, говорится в новом исследовании, опубликованном 9 декабря в журнале Science.
П. Кирк Висшер из Калифорнийского университета в Риверсайде, часто в сотрудничестве с Томасом Сили из Корнеллского университета, давно изучает, как медоносные пчёлы принимают решения о новом жилище. Рои отделяются от материнской колонии и ищут безопасное дупло в дереве или другом месте. Разведчики сообщают о найденных местах с помощью танца: пчела, вернувшаяся с хорошего участка, многократно движется по фигуре «восьмёрки», указывая направление и расстояние до него.
Обычно разведчики находят несколько мест, и рой должен быстро, но правильно выбрать одно из них, поскольку от этого зависит будущее благополучие колонии.
Висшер, Сили и их коллеги сообщают, что обнаружили ещё один, ранее упускавшийся сигнал, играющий роль в этом процессе — «стоп-сигнал». Это очень короткий жужжащий звук, который подаёт пчела-отправитель, ударяясь головой о танцора. Его эффект — сократить и в конечном итоге прекратить танец.
«Похоже, что стоп-сигналы в пчелиных роях служат той же цели, что и тормозные связи в мозге обезьян, принимающих решения о движении глаз в ответ на визуальный стимул», — сказал Висшер.
Для изучения стоп-сигнала учёные размещали рои на острове у побережья штата Мэн, где не было естественных гнездовых полостей, и выставляли два одинаковых ульевых ящика. Разведчиков, посещавших эти ящики, помечали краской двух цветов, а затем записывали на видео их танцы и отслеживали, когда и от каких пчёл они получали стоп-сигналы.
Наблюдения показали, что стоп-сигналы в основном подавались танцорам, рекламирующим одно место, разведчиками, помеченными у альтернативного места.
«Сообщение, которое пчела-отправитель передаёт танцору, по-видимому, заключается в том, что танцору следует сдержать энтузиазм, потому что есть другое место для гнезда, достойное рассмотрения», — пояснил Висшер.
Такое перекрёстное торможение, наблюдаемое у пчёл, ищущих дом, отражает перекрёстное торможение в нервных системах. Теоретические модели членов команды демонстрируют, что такое торможение помогает гарантировать, что решение не зайдёт в тупик между альтернативами равного качества.
«Это критически важно, потому что рой должен выбрать одно место для гнезда, даже если доступны два места равного качества», — отметил Висшер.
Чтобы новое место было выбрано, оно должно привлечь определённое количество пчёл-разведчиков («кворум»). Как только это происходит, пчёлы начинают менять сигналы. Они производят «сигнал свиста», вибрируя мышцами крыльев. Этот сигнал заставляет пчёл в рое разогреваться, готовясь к взлёту.
С началом «сигнала свиста» поведение со стоп-сигналом меняется: танцоры начинают получать их и от разведчиков, посетивших их собственное место, и от разведчиков с альтернативного места.
«По-видимому, на этом этапе сообщение стоп-сигнала меняется, и его можно воспринимать как: "Прекрати танцевать, пора готовиться к вылету роя"», — объяснил Висшер.